Kako povezati modul GPS (NEO-6m) z Arduinom: 7 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

V tem projektu sem pokazal, kako povezati modul GPS z Arduino UNO. Podatki o zemljepisni dolžini in zemljepisni širini so prikazani na LCD -ju, lokacijo pa si lahko ogledate v aplikaciji.

Seznam materiala

• Arduino Uno ==> 8 USD
• Ublox NEO-6m GPS modul ==> 15 USD
• 16x2 LCD ==> 3 USD
• Ogledna plošča ==> 2 USD
• Mostične žice ==> 2 USD

Skupni stroški projekta znašajo 30 dolarjev.

1. korak: O GPS -u

Kaj je GP? Globalni sistem za določanje položaja (GPS) je satelitski navigacijski sistem, sestavljen iz najmanj 24 satelitov. GPS deluje v vseh vremenskih razmerah, kjer koli na svetu, 24 ur na dan, brez naročnine ali nastavitev.

Kako deluje GPS Sateliti GPS dvakrat na dan krožijo po Zemlji po natančni orbiti. Vsak satelit oddaja edinstven signal in orbitalne parametre, ki omogočajo napravam GPS, da dekodirajo in izračunajo natančno lokacijo satelita. Sprejemniki GPS uporabljajo te podatke in trilateracijo za izračun natančne lokacije uporabnika. V bistvu sprejemnik GPS meri razdaljo do vsakega satelita glede na čas, ki je potreben za sprejem oddanega signala. Z meritvami razdalje še nekaj satelitov lahko sprejemnik določi uporabnikov položaj in ga prikaže.

Za izračun vašega 2-D položaja (zemljepisne širine in dolžine) in premikanja sledi mora biti sprejemnik GPS pritrjen na signal najmanj 3 satelitov. S pogledom na 4 ali več satelitov lahko sprejemnik določi vaš 3-D položaj (zemljepisno širino, dolžino in nadmorsko višino). Na splošno bo sprejemnik GPS sledil 8 ali več satelitom, vendar je to odvisno od časa dneva in od tega, kje ste na zemlji.

Ko je vaš položaj določen, lahko enota GPS izračuna druge podatke, na primer:

• Hitrost
• Ležaj
• Sled
• Trip dist
• Razdalja do cilja

Kakšen je signal?

Sateliti GPS oddajajo vsaj 2 radijska signala majhne moči. Signali potujejo po vidnem polju, kar pomeni, da bodo šli skozi oblake, steklo in plastiko, ne bodo pa skozi večino trdnih predmetov, kot so zgradbe in gore. Sodobni sprejemniki pa so bolj občutljivi in običajno sledijo hišam.

Signal GPS vsebuje 3 različne vrste informacij:

• Psevdonaključna koda je ID koda, ki določa, kateri satelit prenaša informacije. Na satelitski strani naprave lahko vidite, s katerih satelitov prejemate signale.
• Podatki iz efemerida so potrebni za določitev položaja satelita in dajejo pomembne informacije o zdravju satelita, trenutnem datumu in uri.
• Podatki almanaha GPS sprejemniku povejo, kje naj bo vsak satelit GPS, kadar koli čez dan, in prikažejo orbitalne podatke za ta satelit in vse druge satelite v sistemu.

2. korak: Arduino, Neo6m GPS in 16x2 LCD

1. Arduino

Arduino je odprtokodna elektronska platforma, ki temelji na enostavni strojni in programski opremi. Arduino plošče lahko preberejo vhode - luč na senzorju, prst na gumbu ali sporočilo v Twitterju - in ga spremenijo v izhod - aktivirajo motor, vklopijo LED, objavijo nekaj na spletu. Plošči lahko poveste, kaj naj stori, tako da mikrokrmilniku na plošči pošljete niz navodil. Če želite to narediti, uporabite programski jezik Arduino (na osnovi ožičenja) in programsko opremo Arduino (IDE), ki temelji na obdelavi.

Potrebne knjižnice za delovanje GPS v Arduino IDE.

SoftwareSerial

DinyGPS

Arduino uno lahko izdelate tudi sami.

2. GPS-modul NEO-6m (kot je prikazano na sliki i2)

Tehnični list GPS-modula NEO-6m

3. 16x2 LCD

Zaslon LCD (zaslon s tekočimi kristali) je elektronski prikazovalni modul in najde široko paleto aplikacij. 16x2 LCD zaslon je zelo osnovni modul in se zelo pogosto uporablja v različnih napravah in vezjih. Ti moduli so prednostni pred sedmimi segmenti in drugimi večsegmentnimi LED. Razlogi so: LCD zasloni so ekonomični; enostavno programiranje; nimajo omejitev prikaza posebnih in celo znakov po meri (za razliko od sedmih segmentov), animacij itd. 16x2 LCD pomeni, da lahko prikaže 16 znakov na vrstico in obstajata 2 taki vrstici. Na tem LCD -ju je vsak znak prikazan v matriki 5x7 slikovnih pik. Ta LCD ima dva registra, in sicer Ukaz in Podatki. V registru ukazov so shranjena navodila za ukaz, podana na LCD -prikazovalniku. Ukaz je ukaz, ki je dan LCD -ju, da opravi vnaprej določeno nalogo, kot je inicializacija, brisanje zaslona, nastavitev položaja kazalca, nadzor prikaza itd. V podatkovnem registru so shranjeni podatki, ki jih je treba prikazati na LCD -prikazovalniku. Podatki so vrednost ASCII znaka, ki se prikaže na LCD -prikazovalniku.

Pin diagram in opis pin (kot je prikazano na sliki i3 in i4)

4-bitni in 8-bitni način LCD-ja LCD lahko deluje v dveh različnih načinih, in sicer v 4-bitnem in 8-bitnem načinu. V 4 -bitnem načinu pošljemo grizljanje podatkov z grizljanjem, najprej zgornji, nato pa spodnji. Za tiste, ki ne veste, kaj je grizljanje: griz je skupina štirih bitov, zato spodnji štirje bitovi (D0-D3) bajta tvorijo spodnji griz, medtem ko zgornji štirje bitovi (D4-D7) bajte iz višjega grizljaja. To nam omogoča pošiljanje 8-bitnih podatkov, medtem ko lahko v 8-bitnem načinu pošljemo 8-bitne podatke neposredno v eni potezi, saj uporabljamo vseh 8 podatkovnih vrstic.

Način branja in pisanja LCD Sam LCD je sestavljen iz IC vmesnika. MCU lahko bere ali piše v ta vmesniški IC. Večinokrat bomo samo pisali IC, saj bo branje postalo bolj zapleteno in takšni scenariji so zelo redki. Podatki, kot so položaj kazalca, prekinitve stanja itd.

3. korak: Povezave

Povezovanje GPS modula z Arduinom

Arduino ===> NEO6m

GND ===> GND

Digitalni pin (D3) ===> TX

Digitalni pin (D4) ===> RX

5Vdc ===> Vcc

Tukaj predlagam, da za napajanje modula GPS uporabite zunanje napajanje, ker je minimalna zahteva za delovanje modula GPS 3,3 V in Arduino ne more zagotoviti toliko napetosti. Za zagotavljanje napetosti uporabite ploden USB TTL, kot je prikazano na sliki i5.

Gonilnik USB

Še ena stvar, ki sem jo odkril pri delu z anteno GPS, priloženo modulu, je, da ne sprejema signala v hiši, zato sem uporabil to anteno - je veliko bolje.

Antena

Za priključitev te antene morate uporabiti priključek, prikazan na sliki i6.

Vmesnik LCD -zaslonov Arduino UNO in JHD162a

LCD ===> Arduino Uno

VSS ===> GND

VCC ===> 5V

VEE ===> 10K upor

RS ===> A0 (analogni pin)

R/W ===> GND

E ===> A1

D4 ===> A2

D5 ===> A3

D6 ===> A4

D7 ===> A5

LED+ ===> VCC

LED- ===> GND

4. korak: Rezultat

5. korak: Demo